石油化工裝置的低溫調(diào)節(jié)閥應(yīng)用探討

低溫閥門(mén)在國(guó)內(nèi)石油化工行業(yè)中通常系介質(zhì)溫度為－40～－196℃的閥門(mén)。低溫閥門(mén)主要用于乙烯裝置、液化天然氣裝置、LNG裝置、空分裝置以及變壓吸附制氧等對(duì)于化工廠品生產(chǎn)起決定作用的重要裝置上，其重要作用隨著石油化工行業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大以及新產(chǎn)品、新工藝的發(fā)展愈發(fā)得到體現(xiàn)，其性能和可靠性直接影響這些工業(yè)成套裝置的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。低溫閥門(mén)因其特殊性，故而其設(shè)計(jì)、請(qǐng)購(gòu)及試驗(yàn)檢驗(yàn)等方面與普通閥門(mén)有明顯區(qū)別。在請(qǐng)購(gòu)時(shí)只明確規(guī)格、型號(hào)、材質(zhì)及結(jié)構(gòu)就滿足采購(gòu)要求的做法是不完善的。因?yàn)榈蜏亻y門(mén)制造廠家為了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，各自均在低溫閥門(mén)采購(gòu)技術(shù)附件和低溫閥門(mén)規(guī)格書(shū)的規(guī)定下，進(jìn)行不同程度的自主設(shè)計(jì)，形成了各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此在低溫閥門(mén)采購(gòu)時(shí)需要較詳盡的提出正確的技術(shù)要求，與低溫閥門(mén)廠家協(xié)調(diào)取得共識(shí)，并編寫(xiě)詳細(xì)的技術(shù)文件。

 編寫(xiě)詢價(jià)階段時(shí)的低溫閥門(mén)采購(gòu)技術(shù)文件

    在項(xiàng)目整體請(qǐng)購(gòu)時(shí)接我們收到各個(gè)裝置（或各個(gè)工段）的閥門(mén)材料，并進(jìn)行匯總工作。此時(shí)的閥門(mén)材料表會(huì)包括各種型式、各種材質(zhì)以及各種規(guī)格的閥門(mén)。這些閥門(mén)大致可以分為普通閥門(mén)和特殊閥門(mén)。普通閥門(mén)比如有：普通金屬閥門(mén)（含閘閥、截止閥、止回閥等）、普通非金屬襯里閥門(mén)（含蝶閥、截止閥、止回閥等）、普通非金屬閥門(mén)等；特殊閥門(mén)比如有：高溫閥門(mén)、低溫閥門(mén)、耐磨閥門(mén)、氧用閥門(mén)等。因不同廠家制造的閥門(mén)會(huì)各有優(yōu)勢(shì)品種，在發(fā)采購(gòu)技術(shù)附件或技術(shù)標(biāo)書(shū)的時(shí)候必須分開(kāi)提出。所以低溫閥門(mén)通?？梢宰鳛橐粋€(gè)獨(dú)立的采購(gòu)包發(fā)出，并需要編寫(xiě)低溫閥門(mén)采購(gòu)技術(shù)說(shuō)明書(shū)。

低溫閥門(mén)采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定

    低溫閥門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)、連接型式標(biāo)準(zhǔn)以及使用材料標(biāo)準(zhǔn)（需要時(shí)）等等。比如美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中除了滿足常規(guī)閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)（API594、API600、API602、API609、API6D、API598、ASMEB16.10、ASMEB16.34）要求，還應(yīng)滿粗低溫閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)（MSSSP－134等標(biāo)準(zhǔn)）要求；國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中除了滿足常規(guī)閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T12234、GB/T12235、GB/T12236、GB/T12237、GB/T13927、GB/T12221、GB/T12224）要求，還有滿足低溫閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T7749、GB/T24918、GB/T24925等標(biāo)準(zhǔn)）要求。不同的設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)或試驗(yàn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，反映在低溫閥門(mén)的結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度、配置、安全級(jí)別也可能不相同，導(dǎo)致其價(jià)格也不相同。一般來(lái)講API、ASME標(biāo)準(zhǔn)制造的閥門(mén)比JB、GB標(biāo)準(zhǔn)制造的閥門(mén)貴一些。

    除設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)、連接型式標(biāo)準(zhǔn)以及使用材料標(biāo)準(zhǔn)（需要時(shí)）這些基本標(biāo)準(zhǔn)以外，產(chǎn)品所涉及的其它標(biāo)準(zhǔn)也一定要填寫(xiě)全，否則可能會(huì)因此帶來(lái)麻煩。例如當(dāng)?shù)蜏亻y門(mén)為對(duì)焊連接時(shí)，還應(yīng)給出其接管尺寸及壁厚標(biāo)準(zhǔn)、焊接接頭焊縫坡口應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等。

低溫閥門(mén)操作條件

    操作條件包括低溫閥門(mén)的操作溫度、壓力和操作介質(zhì)情況等，它是低溫閥門(mén)設(shè)計(jì)和制造的一個(gè)重要依據(jù)。例如，當(dāng)?shù)蜏亻y門(mén)有執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，制造商將根據(jù)介質(zhì)的最大值壓力差及要求項(xiàng)確定其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大小，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大小對(duì)其價(jià)格的影響是極大的。特別說(shuō)明的是低溫閥門(mén)的閥體在長(zhǎng)期承受介質(zhì)溫度反復(fù)變化的操作條件下產(chǎn)生的溫變應(yīng)力和連接管道引起的附加應(yīng)力等操作條件的總載荷下，應(yīng)能保持足夠的強(qiáng)度。

低溫閥門(mén)規(guī)格書(shū)

    對(duì)低溫閥門(mén)來(lái)說(shuō)，它應(yīng)包括閥門(mén)型號(hào)、公稱(chēng)直徑、公稱(chēng)壓力、端面連接型式及標(biāo)準(zhǔn)、法蘭密封面型式、結(jié)構(gòu)型式、閥體材料及材料標(biāo)準(zhǔn)、閥蓋材料及材料標(biāo)準(zhǔn)、閥座/閥瓣材料、閥桿材料、閥內(nèi)件號(hào)、閥桿填料、閥蓋墊片、閥蓋螺栓/螺母材料、執(zhí)行機(jī)構(gòu)用的公用條件（如有）以及其它一些重要的補(bǔ)充信息等內(nèi)容。該項(xiàng)的填寫(xiě)較繁瑣，并且至關(guān)重要，如果漏項(xiàng)或錯(cuò)項(xiàng)，有可能會(huì)給采購(gòu)工作帶來(lái)重大麻煩，尤其是對(duì)國(guó)外工程項(xiàng)目，有可能會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，并可能影響到工程項(xiàng)目施工的進(jìn)度。這個(gè)是低溫閥門(mén)采購(gòu)的核心部分，特別是對(duì)于能否正確而經(jīng)濟(jì)的選購(gòu)合適的低溫閥門(mén)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)尤為重要。以下是國(guó)內(nèi)某個(gè)石油化工項(xiàng)目的閥門(mén)規(guī)格書(shū)（閘閥），如表1所示。

表1 某國(guó)內(nèi)石油化工項(xiàng)目閥門(mén)規(guī)格書(shū)

   低溫閥門(mén)特殊技術(shù)要求

    詢價(jià)技術(shù)文件并不是最終簽定合同用的技術(shù)合同附件，因?yàn)榇藭r(shí)供貨廠家尚未確定，前來(lái)投標(biāo)的制造商情況又不盡相同，一些技術(shù)要求不便具體提出。此時(shí)可以將一些對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有影響的問(wèn)題提出來(lái)，由制造商來(lái)回答。例如制造商擬采用的材料冶煉方法、工藝評(píng)定的項(xiàng)目、型式試驗(yàn)的項(xiàng)目和交貨狀態(tài)、結(jié)構(gòu)特征、原產(chǎn)地、同類(lèi)產(chǎn)品的應(yīng)用業(yè)績(jī)、交貨期、售后服務(wù)、質(zhì)量保證期等等。如：低溫閘閥、低溫截止閥、低溫球閥、低溫蝶閥的閥蓋應(yīng)根據(jù)不同的使用溫度要求需要制造商設(shè)計(jì)成便于保冷的長(zhǎng)頸閥蓋結(jié)構(gòu)，以保證填料函底部的溫度保持在0℃以上，閥門(mén)長(zhǎng)頸部分可采用與本體材質(zhì)相同的無(wú)縫鋼管對(duì)焊到閥蓋和填料箱上，焊后應(yīng)進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力，閥桿與長(zhǎng)頸部分之間的間隙應(yīng)按對(duì)流熱損失盡可能小來(lái)設(shè)計(jì)，長(zhǎng)頸部分按MSSSP－134－2006要求應(yīng)有足夠的壁厚。又如：低溫閥門(mén)應(yīng)采取防止閥體中腔異常升壓的措施，低溫系統(tǒng)的彈性閘板閘閥應(yīng)在高壓側(cè)的閘板上開(kāi)一個(gè)泄壓孔；低溫系統(tǒng)的球閥在高壓側(cè)按SH/T3059－2012要求應(yīng)有泄壓結(jié)構(gòu)或泄壓孔，具體泄壓方式由制造廠確定。對(duì)于這些特殊技術(shù)要求，往往有時(shí)是極為關(guān)鍵的，因?yàn)樗俏覀儗?duì)低溫閥門(mén)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。在這里需要注意的是：低溫閥門(mén)用材料按工作溫度及材料性能進(jìn)行選擇，并應(yīng)符合下列要求：

    1）在工作溫度下，材料不應(yīng)產(chǎn)生低溫脆性破壞；2）在工作溫度下，材料的組織結(jié)構(gòu)應(yīng)穩(wěn)定，以防止材料相變而引起體積變化。用于－100℃以下的低溫閥門(mén)，其閥體、閥蓋、閥瓣、閥座、閥桿等零件在精加工前應(yīng)進(jìn)行深冷處理，即將零件浸放在液氮箱中進(jìn)行冷卻，當(dāng)零件溫度達(dá)到－196℃時(shí)，開(kāi)始保溫1～2h，然后取出箱外自然處理到常溫，重復(fù)循環(huán)2次；3）采用焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，必須考慮到材料焊接性能及低溫下焊縫的可靠性；4）在低溫工況下頻繁操作的低溫閥門(mén)，按GB/T24925－2010《低溫閥門(mén)技術(shù)條件》要求，其內(nèi)件材料應(yīng)能避免引起卡阻、咬合和擦傷等現(xiàn)象。